[发明专利]弯道下多智能电动汽车协作式巡航纵横向综合控制方法

说明书

弯道下多智能电动汽车协作式巡航纵横向综合控制方法，属于汽车智能安全与自动驾驶领域。首先采集多智能电动汽车行驶环境信息及自车状态信息，建立描述弯道工况下多智能电动汽车协作式巡航纵横向耦合动力学模型；再设计多智能电动汽车协作式巡航自适应神经反演滑模控制器，动态求解多智能电动汽车协同行驶所需的期望总纵向力、期望总横向力、期望总横摆力矩；然后设计智能电动汽车协作式巡航控制分配器，实时求解各执行机构所需的纵横向力，基于逆轮胎模型推导出车轮的期望滑移率和期望侧偏角，实现对期望滑移率和期望侧偏角的精确控制。解决弯道工况下的多智能电动汽车协作式巡航纵横向综合控制问题，提高多智能电动汽车协作式巡航控制系统性能。

技术领域

本发明属于汽车智能安全与自动驾驶领域，特别是涉及一种弯道工况下多智能电动汽车协作式巡航行驶的纵横向综合控制方法。

背景技术

伴随着智能交通系统(Intelligent Transportation Systems,ITS)的快速发展，配置车-车通信(Vehicle to Vehicle,V2V)，车-路通信(Vehicle to Infrastructure,V2I)，地理信息系统(Geographic Information System，GIS)，全球定位系统(GlobalPosition System，GPS)等先进传感设备的智能电动汽车通过多源融合信息对其进行决策与控制，可有效增强道路及车辆的安全性，节约能源消耗，是当前汽车工业界的研究热点。

多智能电动汽车协作式巡航控制指将汽车行驶环境和自身运动状态等信息等进行融合，以汽车安全性、舒适性及经济性为控制目标，通过一定的控制策略来合理分配各智能电动汽车车轮之间的转矩和调节前轮转向力矩，从而实现多车的协同行驶。由于智能电动汽车具有非线性以及参数不确定性等特点，行驶程中的纵横向动力学之间存在较强的耦合关系，如何设计多智能电动汽车协作式巡航控制具有重要的研究意义。

近年来，多智能电动汽车协作式巡航控制得到了广泛关注，目前多智能电动汽车协作式巡航控制聚焦在纵向控制。文献1(刘田，智能电动汽车异质队列分布式控制及试验研究[D],东南大学，2018)提出了一种智能电动汽车纵向队列预测控制方法，可保证多车纵向队列的稳定性。文献2(高锋,刘葆,李克强.通信拓扑不确定条件下车队列分布式H_∞控制[J],汽车安全与节能学报，2017，8(4):351-358)为提高队列行驶道路利用率,缓解交通压力,针对通信拓扑不确定问题,提出了一种多车协作行驶的分布式纵向H_∞控制方法。

然而，智能电动汽车是具有强耦合、参数时变的非线性多变量系统，由于弯道工况下智能电动汽车行驶程中的纵横向运动之间存在较强的耦合关系，纵向控制不能保证弯道工况下多智联电动汽车协作式巡航控制系统的稳定性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述难点问题，提供可有效解决弯道工况下的多智能电动汽车协作式巡航纵横向耦合动力学系统综合控制问题的弯道下多智能电动汽车协作式巡航纵横向综合控制方法。

本发明包括以下步骤：

1)采集多智能电动汽车行驶环境信息及自车状态信息，建立描述弯道工况下多智能电动汽车协作式巡航纵横向耦合动力学模型；

2)设计多智能电动汽车协作式巡航自适应神经反演滑模控制器，动态求解出多智能电动汽车协同行驶所需的期望总纵向力、期望总横向力、期望总横摆力矩；

3)设计智能电动汽车协作式巡航控制分配器，实时求解出各执行机构所需的纵横向力，基于逆轮胎模型推导出车轮的期望滑移率和期望侧偏角，实现对期望滑移率和期望侧偏角的精确控制。

在步骤1)中，所述采集多智能电动汽车行驶环境信息及自车状态信息，建立描述弯道工况下多智能电动汽车协作式巡航纵横向耦合动力学模型的具体步骤可为：